Kovin platinske skupine: pregled seznama, lastnosti in aplikacije

kovine iz skupine platine - šest plemenita plemenite kemični elementi, ki so razporejeni drug ob drugem v periodnem. Vsi so prehodne kovine iz skupine 5-6, 8-10 obdobju.

Kovin iz platinske skupine: Seznam

Skupina je sestavljena iz naslednjih šestih kemijskih elementov, razporejenih po rastočih atomska masa:

• Ru - rutenij.
• Rh - rodij.
• Pd - paladij.
• Os - Os.
• Ir - iridij.
• Pt - platina.

Platina kovine iz skupine imajo Srebrnobela odtenek, z izjemo osmij, ki barva je modro-belo. Njihova kemična Paradoksalno ravnanje s tem, da so zelo odporni na večino reagentov, vendar se uporabljajo kot katalizatorji ali pospeševanju zlahka nadzoruje hitrost oksidacija, redukcija in hidrogenacijske reakcije.

Rutenij in osmij se zrcali v heksagonalno-tesno zapakirane sistema, medtem ko imajo kubično strukturo obraza centered. To se odraža v večji trdoto rutenij in osmij.

Zgodovina odkritja

Čeprav platine, zlata artefakte dne do 700 pred našim štetjem. e., v prisotnosti kovin je bolj naključno kot pravilnosti. Jezuiti v XVI stoletju, omenja gosto sive prodnike, povezane z rečnimi zlatu. Ti kamni ne more biti stopljeno, vendar pa tvori zlitino z zlatom, plemenitimi kovinami postane krhka, in je bilo nemogoče očistiti. Kamni začel kliče Platina del Pinto - pelete srebrni materiala iz reke Pinto, ki je pritok reke San Juan v Kolumbiji.

Prilagodljiva platine, ki se lahko pridobi šele po popolni čiščenje kovin, je izpostavil francoske fizika Shaba leta 1789. Od je skuhal, predstavila papež Pij VI. Na odprtju paladija v 1802, je dejal angleški kemik William Wollaston, ki je imenovan kemikalije. platina-filter Kovinski element po asteroida. Wollaston naknadno prijavi odkritje drugo snov v platine rude. To je poklical rodij zaradi rožnate barve kovinskih soli. Odpiranje iridij (imenovan po boginji mavrice Iris zaradi pestre njegove soli) in osmij (iz grške besede "vonjem" zaradi klora vonj hlapnih oksida) je izdelal britanski kemik Smithson Tennant leta 1803. Francoski znanstveniki Hippolyte Victor Collet-Deskoti, Antoine-Fransua Furkrua, Nicolas-Lui Voklen identificirali dva kovine hkrati. Rutenij, izolirani in označene z zadnjega elementa dobila ime iz latinskega imena za ruski ruski kemik Karl Karlovich Klaus leta 1844.

Za razliko od na primer lahko izoliramo v relativno čistem stanju s preprostimi požara rafiniranjem sredstvi, kot so zlato, srebro in kovin iz platinske skupine zahtevajo kompleksno vodno kemične obdelave. Te metode niso bile na voljo do konca 19. stoletja, tako da je identifikacija in izolacija platine skupine zaostajala za srebro in zlato, za tisoče let. Poleg tega je visoko tališče teh kovin omejiti njihovo uporabo, dokler so raziskovalci v Veliki Britaniji, Franciji, Nemčiji in Rusiji ni razvila metode za pretvorbo platine v obliki, primerni za obdelavo. Kot so plemenite kovine iz platinske skupine se je začelo uporabljati za nakit od leta 1900. Čeprav je ta uporaba je še vedno aktualna, veliko njena industrijska presegel. Paladij je postal zelo priljubljen material za stike v sistemih rele telefonskih in drugih brezžičnih komunikacij, ki zagotavlja dolgo življenjsko dobo in visoko zanesljivost in platine, zaradi svoje odpornosti na prisilni erozijo, med drugo svetovno vojno se je začel uporabljati v iskro svečke bojno letalo.

Po vojni se molekulske metode preračunavanja razširitev v rafinaciji nafte povzročajo ogromno povpraševanje po katalitskih lastnosti, ki jih kovin iz platinske skupine poseduje. Do leta 1970 se je poraba še povečala, ko se standardi za emisije avtomobilov v ZDA in drugih državah privedel do uporabe teh kemikalij v katalitično pretvorbo izpušnih plinov.

rude

Razen majhnih naplavin iz platine, paladija in osmiju in iridiju (zlitina iridija in osmij), skoraj brez rude, ki so bili glavni kemični sestavni del - platinske skupine kovin, a. Minerali so običajno iz sulfidnih rud, zlasti pentlanditu (Ni, Fe) _{9S 8.} Najpogostejši laurite Rus _2, irarsite, (Ir, Ru, Rh, Pt) rit osmiju in iridiju (Ir, OS), cooperit, (PTS) in Bragg (Pt, Pd) S.

Največji svetovni polog platinske kovine - bushveld kompleks v Južni Afriki. Velike zaloge surovin so skoncentrirane v depozite Sudbury v Kanadi in Norilsk-Talnakh v Sibiriji. V ZDA so največja nahajališča mineralov iz skupine platine nahaja v Stillwater, Montana, ampak tu so precej manjši kot v Južni Afriki in Rusiji. največjih proizvajalcev platine na svetu, so Južna Afrika, Rusija, Zimbabve in Kanada.

Rudarstvo in rafiniranje

Major South African in kanadski rudnik upravlja z metodo rudarjenja. Skoraj vse kovin platinske skupine so pridobljeni iz bakra ali niklja sulfidnih mineralov uporabo ločitev flotacijsko. Taljenje koncentrata daje zmes, ki jo sprali iz bakra in niklja sulfidov v avtoklavu. Spiranje trdni ostanek vsebuje od 15 do 20% platinske skupine kovin.

Včasih do flotacijo uporabo ločitev gravitacije. Rezultat je koncentrat, ki vsebuje 50% platine kovine, ki odpravlja potrebo po taljenju.

mehanske lastnosti

kovin platinske skupine so značilno različne mehanske lastnosti. Platina in paladij so zelo mehke in zelo voljne. Z lahko te kovine in njihove zlitine lahko deluje tako toplo in hladno. Rodij se najprej obdelajo z vročo, nato pa ga je mogoče zdraviti z mrzlo dokaj pogosto žarjenje. Iridium in rutenij treba segrevati, hladno obdelani, se ne dajejo v.

Osmij - trdno in skupina ima najvišjo temperaturo taljenja, vendar je nagnjenost k oksidaciji nalaga svoje omejitve. Iridij je najbolj odporen proti koroziji platinskih kovin, rodij in cenjen za ohranjanje njihove lastnosti pri visokih temperaturah.

strukturni elementi

Kot je čist razbeljenem platina zelo mehka, je občutljiv na praske in poškodbe. Da bi povečali njena trdota je zlit z množico drugih elementov. Platina nakit je zelo priljubljena na Japonskem, kjer se imenuje "Hackin" in "belo zlato". Zlitine za nakit, ki vsebuje 90% Pt in 10% Pd, ki je enostaven za uporabo in spajkanje. Dodajanje rutenij izboljša trdoto zlitine, medtem ko vzdržujemo odpornost na oksidacijo. Zlitine iz platine, paladija in bakra se uporabljajo pri kovanega izdelka, saj so težje platine paladij in cenejša.

Kokile, ki se uporabljajo za izdelavo enotnih kristalov v industriji polprevodnikov, zahtevajo korozijsko odpornost in obstojnost pri visokih temperaturah. Za to vlogo, je najbolj primerna platina, platina, rodij in iridij. Platina, rodij zlitine se uporabljajo v proizvodnji termoelementi, ki se uporabljajo za merjenje visoke temperature do 1800 ° C. Paladij uporabimo bodisi v čisti obliki ali v mešani obliki v električnih naprav (porabi 50%), v zobnih zlitin (30%). Rodij, rutenij in osmij redko uporabimo v čisti obliki - služijo kot dopanta do drugih kovin iz skupine platine.

katalizatorji

Približno 42% od platine proizvedene na Zahodu, uporabimo kot katalizator. Od tega je 90% uporablja v avtomobilskih izpušnih sistemov, kjer ognjevzdržen pelete ali satovje prevlečene s platino (in paladija in rodija) spodbujanje pretvorbo nezgorelih ogljikovodikov, ogljikovega monoksida in dušikovih oksidov v vodo, ogljikov dioksid in dušik.

Iz zlitine platine in 10% rodija v obliki kovinske rešetke Usijan služi kot katalizator v reakciji med amonijaka in zraka za proizvodnjo dušikovih oksidov in dušikove kisline. Pri krmljenju amonijaka z metanom mešanico lahko pripravimo cianovodikove kisline. Ko prečiščevanje platine na površini aluminijevega zrn v reaktorju je katalizator za pretvorbo dolgoverižnih razvejanih molekul olja v izoparafinih, ki so zaželene v zmesi z visoko bencina.

galvanizacije

Vsi kovine iz skupine platine se lahko uporabijo galvansko. Zaradi trdote in sijaj premaza se najpogosteje uporablja rodij. Čeprav njegova vrednost pri primerljivih debelin višji od platine nižjo gostoto omogoča uporabo manjše teže materiala.

Paladij - platinske kovine, ki je lažji za uporabo za prevleke. Zaradi trdnosti materiala znatno poveča. Rutenij je našel vlogo v instrumentih, namenjenih za zdravljenje trenja pri nizkem tlaku.

kemične spojine

Organski kompleksi platinske kovine, kot alkilplatiny kompleksov, ki se uporabljajo kot katalizator v polimerizacijo olefinov, proizvodnjo polipropilena in polietilena ter oksidacijo etilena do acetaldehida.

platina soli se vse bolj uporabljajo v kemoterapiji raka. Na primer, da so del te droge, kot so "karboplatin" in "cisplatinom". Rutenij oksidom prevlečene elektrode, ki se uporabljajo pri proizvodnji klora in natrijevega klorata. Rodij sulfat in rodija fosfat uporablja pri galvanizaciji kopeli.